电力工程铝合金电缆应用优缺点

电力工程铝合金电缆应用优缺点

1.铝合金电缆与铜电缆的性能比较

铝合金电缆若想在电力工程中占有一席之地，打破铜电缆在电缆行业中的垄断地位，则应在与铜电缆的比较中，有其独特的技术与经济优势。

铝合金电缆的主要参数

铝合金导体以金属铝为主要成分，通过添加铜（Cu）、锰（Mn）、镁（Mg）、钛（Ti）、铬（Cr）、锌（Zn）、铁（Fe）和硅（Si）等多种元素，无重金属，对环境污染小。经先进的合成和退火等工艺，弥补了纯铝电缆的不足，改善了纯铝电缆的物理性能和工艺性能，提高了电缆的抗腐蚀、抗蠕变能力，保证电缆即使在长时间过载和过热时的连接稳定性。铝合金电缆的参数如下：

（1）电阻率

铝合金导体的电阻率与铝相当，约为铜的1.68倍，由于铜芯电缆的电阻率低，在同截面情况下，铜芯电缆的电压降较小。但一般在工程应用中，铝合金电缆为了达到相同的载流量，放大截面后，电压降相当。

（2）重量

铜的密度约为8.9t/m3，铝合金的密度与铝相当，约为2.7t/m3，即在单位面积重量下，铜的重量约为铝合金的3.3倍。

（3）导电能力

由于导体的导电能力与导体截面成正比，则（8.9/2.7）×（0.612/1）=2，即2kg铜的导电能力与1kg铝合金相当。另外，考虑密度后，合金电缆的截面积是铜电缆的约1.5倍时，其电气性能相同。因此，在实际的电缆选型中，铝合金电缆截面约为铜电缆的1.5倍，相同载流量下，重量约为铜电缆的一半。使用铝合金电缆取代铜缆，可以减少电缆的重量，同时相应的降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更为轻松。

（4）短路热稳定能力

根据《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007，按短路热稳定条件计算电缆导体允许最小截面的公式如下：

经计算（本文略去计算过程），可得，铜电缆热稳定系数C铜=13700，铝合金电缆热稳定系数C铝合金=9000，在通过相同的短路电流，并且短路持续时间相等的情况下，设S铜≥S基准，则S铝≥1.52S基准，即在相同的条件下，铝合金电缆的截面必须为铜电缆截面的1.52倍及以上。

综上，铝合金电缆选型时，截面应考虑放大，当放大约1.5倍时，主要参数基本与铜电缆相当。

机械性能：

1. 反弹性小

2. 柔韧性好

3. 弯曲性能好,最小弯曲半径为7倍外径。便于敷设。

4. 蠕变略高于铜

5. 热膨胀系数高于铜，不能用铜连接器连接

6. 表面易形成抗氧化性的氧化层，在潮湿环境中，耐腐蚀性优于铜

7. 铝合金可支撑4000米长的自重，铜电缆只能支撑2750米。

2.铝合金电缆符合相关规范规定:

3.市场应用情况：

根据《AA8000系铝合金电缆全生命周期研究报告》表明铝合金电缆寿命可达40年。

现阶段国家关于铝合金电缆的规范只有:

1. GBT 30552-2014《电缆导体用铝合金线》

2. NBT 42051-2015《额定电压0.6-1kV铝合金导体交联聚乙烯绝缘电力电缆》

3. 10CD106_铝合金电缆敷设与安装

现阶段国标只有0.6/1kV铝合金规范，因此国内厂商生产的1kV以上电缆无国家规范可循，只有企业标准。各个厂家的标准不一致，质量参差不齐。

要保证铝合金电缆的优势和价值得以发挥和体现，安全、无隐患应用铝合金电缆，就必须配套使用与铝合金电缆性能一致的铝合金铜连接器。

随着国内厂家技术的发展，铝合金的连接问题得到较大的改善并已能应用于潮湿环境，但是施工工艺不可控，建议要求厂家到现场指导安装。咨询过设计院，已有多个铝合金电缆应用于光伏电站的工程实例，至今都没有出现过问题。

应用建议：

铝合金电缆应用于光伏电站中符合国家相关规范，在同等电气性能下截面积为铜缆的1.5倍，增加了敷设空间要求，但是重量只有铜缆的50%，可降低屋顶的光伏荷载，降低施工难度。价格上比铜缆有20~30%的综合经济优势，并且有一定的机械性能优势。鉴于现阶段国内的光伏电站工程已有应用实例，如能保证采购符合国标性能的铝合金电缆及其配套的专用连接端子(设计院建议使用大品牌铜铝端子)，保证连接施工工艺质量，在光伏电站中可应用于非消防负荷高低压电力系统。